玉米秸秆和白菜废弃物在不同贮存条件下的微生物群落北大核心CSCD

采用Illumina Miseq高通量技术分析不同温度和贮存方式下玉米秸杆（IO）和白菜废弃物（IA）贮存30 d时的微生物群落. 设置低温（O）、中温（R）和高温（H）3种温度;每种温度条件均设有秸杆单贮（O）、白菜单贮（A）和二者混贮（X）3个处理组. 结果显示,IO原料附着细菌主要包括变形菌门（Proteobacteria）（65.26%）和厚壁菌门（Firmicutes）（33.78%）,IA主要包括Proteobacteria（80.23%）和拟杆菌门（Bacteroidetes）（18.57%）. 贮存30 d后在属水平上,IO主要包括肠杆菌（Enterobacter）（47.11%）、肉食杆菌（Carnobacterium）（27.71%）和泛菌（Pantoea）（10.14%）等;IA主要包括假单孢菌（Pseudomonas）（48.40%）、Pantoea（17.10%）和黄杆菌（Flavobacterium）（16.26%）等;IA中几乎不含乳酸菌,IO中乳酸菌丰度约28.71%. IO组低、高温单贮时主要包括Enterobacter（21.76%和35.87%）、Carnobacterium（40.42%和27.29%）和Pseudomonas（18%和26.99%）,中温单贮时主要包括Enterobacter（66.72%）;IA中、高温单贮时主要包括乳杆菌（Lactobacillus）（80.07%和74.63%）,低温单贮时主要包括Lactobacillus（28.43%）、耶尔森氏鼠疫杆菌（Yersinia）（19.50%）和Enterobacter（17.13%）;二者低、中温混贮时主要包括Lactobacillus（52.03%和53.52%）、Enterobacter（5.98%和11.65%）和Carnobacterium（12.98%和10.65%）,高温混贮时主要包括Enterobacter（70.57%）. 综上表明,高通量测序技术全面反映了IO和IA在不同贮存条件下细菌群落的组成及丰度信息,白菜中高温单独贮存、秸秆/白菜中低温混合贮存时乳酸菌占优势. （图9 表3 参37）     

接种异常毕赤酵母对干玉米秸秆与废弃白菜混贮品质的动态影响及微生物群落结构分析

为提升干玉米秸秆与废弃白菜的混贮品质,研究接种异常毕赤酵母(Pichia anomala)对干玉米秸秆与废弃白菜混贮发酵品质的动态影响.试验设置无添加剂对照组(ME)和微生物处理组(PA),连续恒温贮存发酵170 d,间隔一定时间分析感官质量、有机组分和发酵品质,并利用高通量测序技术考察发酵过程中细菌群落的动态变化.结果显示:与ME组相比,贮存170 d期间PA组中的干物质、粗蛋白、可溶性碳水化合物和乳酸含量显著增加(P 0.05),p H值、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量显著降低(P 0.05),乳酸/乙酸和乳酸/总有机酸比值得到优化.细菌群落结构显示:PA组中门水平优势菌为厚壁菌(Firmicutes)和变形菌(Proteobacteria),属水平优势菌为乳杆菌(Lactobacillus)和类乳杆菌(Paralactobacillu).接种异常毕赤酵母能使肠杆菌(Enterobacter)、假单胞菌(Pseudomonas)和黄杆菌(Flavobacterium)等腐败菌的相对丰度逐步降低,130 d时肠杆菌消失,有益乳酸菌的总丰度始终保持在50%以上.本研究表明接种异常毕赤酵母能改善干玉米秸秆与白菜的混贮发酵品质,使干秸秆能保质贮存近半年时间,结果可为其资源化利用提供原料保障.(图5表5参38)     

添加乙酸对干玉米秸秆与白菜废弃物混贮品质的影响

为促进干秸秆的跨季节贮存及尾菜资源化利用,利用青贮原理将干玉米秸秆与白菜废弃物进行混合贮存发酵,探讨不同添加量乙酸对二者混贮发酵品质的影响,并通过Miseq高通量测序技术解析发酵过程中的微生物多样性.设置ME组(无乙酸添加)为对照组,AA组(添加量0.3%)和AB组(添加量0.6%)为2个乙酸处理组,18±1℃恒温密闭混贮60 d,间隔30 d分析其化学组分、发酵品质及微生物多样性.结果表明,AA组贮存60 d时的干物质、可溶性碳水化合物和粗蛋白含量均显著高于ME组,酸性洗涤纤维和酸性洗涤木质素含量显著下降,半纤维素、纤维素和综纤维素含量显著增加. AB组在30 d和60 d时pH均显著低于ME组,乳酸含量在30 d时显著增加,60 d时显著降低.AA组和AB组中乳酸/乙酸、乳酸/总有机酸及氨氮/总氮值均低于ME组.混贮发酵期间ME组、AA组和AB组的门水平细菌主要为Proteobacteria和Firmicutes,属水平细菌包括Lactobacillus、Paralactobacillus、Enterobacter、Pediococcus、Flavobacterium、Chryseobacterium、Pedobacter、Sphingomonadaceae、Erwinia等,其中Lactobacillus、Paralactobacillus和Enterobacter为优势菌.与ME组相比,AA组和AB组中腐败菌Enterobacter丰度呈下降趋势;2个乙酸处理组的总乳酸菌丰度高于ME组,但乳酸菌多样性较ME组有所减少,主要包括Lactobacillus、Paralactobacillus和Pediococcus等乳酸菌属.总之,干玉米秸秆与白菜废弃物能以适宜比例混贮60 d不变质,尽管添加乙酸后的乳酸发酵强度有所抑制,但低剂量乙酸更有助于保存干物质、可溶性碳水化合物、粗蛋白、综纤维素等有机组分,建议乙酸添加量为0.3%.     

接种不同乳酸菌对干玉米秸秆与白菜废弃物混贮品质的影响

动态研究植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum,LP)和布氏乳杆菌(Lactoacillus buchneri,LB)对干玉米秸秆与白菜废弃物连续混贮170 d期间品质变化的影响,利用Mi Seq高通量测序平台考察细菌多样性.无添加剂设为对照组(ME组),定期分析感官品质、有机化学组分、发酵品质和细菌多样性.结果表明,与ME组相比,30 d时LB和LP组干物质(DM)含量均显著(P0.05)下降,之后分别于60 d和90 d显著(P0.05)增加,且LB组始终高于LP组.贮存170 d期间LP和LB组中可溶性碳水化合物(WSC)含量显著(P0.05)高于ME组,且LB组始终高于LP组(除130 d).30-90 d期间LP和LB组pH显著(P0.05)低于ME组,且LP组始终低于LB组,LP组乳酸(LA)含量显著(P0.05)增加,氨态氮/总氮(AN/TN)显著(P0.05)降低.130-170 d期间LP和LB组中乳酸/乙酸(LA/AA)和乳酸/总有机酸(LA/TOA)均明显低于ME组,乳酸发酵程度变弱.3个处理组中厚壁菌(Firmicutes)和变形菌(Proteobacteria)为门水平优势类群;乳杆菌(Lactobacillus)始终为属水平优势菌;2种乳酸菌剂均能使肠杆菌(Enterobacter)、假单胞菌(Pseudomonas)和黄杆菌(Flavobacterium)等腐败菌丰度显著(P0.05)降低,130 d时Enterobacter消失.总之,L.plantarum有助于改善混贮中前期(90 d)发酵品质,能有效保存纤维素、半纤维素和综纤维素等能源组分,L.buchneri有利于170 d贮存期间的DM和WSC保存;建议实际生产中根据贮存周期长短来选择适宜的乳酸菌,以便获得最佳贮存品质.     

温度对干玉米秸秆与废弃白菜混贮发酵品质的影响和微生物菌群解析

为研究干玉米秸秆和废弃白菜在不同季节温度条件下的混合贮存品质差异性,参考西北地区气候条件设置低温(-3±1℃,LX)、室温(18±1℃,RX)和中温(34±1℃,MX)3个处理组,连续混贮90 d,间隔一定时间分析感官质量、有机组分和发酵品质,并利用Illumina Miseq高通量测序技术考察混贮发酵期间微生物菌群的动态变化.结果表明,混贮30 d时,RX和MX组中干物质和乳酸含量显著高于LX组(P 0.05),氨态氮/总氮和可溶性碳水化合物、纤维素含量显著低于LX组(P 0.05).贮存90 d时,RX组的中性洗涤纤维含量、pH值及氨态氮/总氮均显著低于LX和MX组(P 0.05).贮存3个月期间,RX组的乳酸/乙酸和乳酸/总有机酸比值始终高于LX组和MX组,乳酸发酵强度较高;3个处理组的生物降解潜力均高于原料,丁酸含量很低,感官质量均为优等,费氏评分等级为好或很好,均达到优良贮存品质.微生物群落结果显示,3个处理组中门水平优势菌为变形菌(Proteobacteria)和厚壁菌(Firmicutes),且LX和RX组中的厚壁菌门相对丰度较原料明显升高;属水平优势菌为肠杆菌(Enterobacteriaceae)、乳杆菌(Lactobacillus)、肉食杆菌(Carnobacterium)及明串珠菌(Leuconostoc),且LX和RX组中的肠杆菌等腐败菌相对丰度低于MX组,乳杆菌、明串珠菌和肉食杆菌等乳酸细菌的相对丰度高于MX组.本研究表明在室温(18±1℃)条件下混贮更有利于提高乳酸发酵强度,抑制腐败菌生长,从而使有机酸和有机组分得到优化重组,实现较高贮存品质.结果可为干玉米秸秆和废弃白菜在不同季节的处理利用提供理论基础.(图5表9参36)     

纤维素酶对干玉米秸秆/白菜废弃物混贮品质的影响及细菌群落解析

为实现干秸秆的跨季节保质贮存,并改善其湿法贮存品质,研究纤维素酶添加量对干玉米秸秆(DMS)与白菜废弃物(CW)混贮发酵品质的影响,解析贮存过程中细菌菌群的动态演替规律.设置对照组(ME,无酶添加)、低剂量组(CA,添加量0.1%)和高剂量组(CB,添加量0.3%),18±1℃恒温密闭贮存170 d,间隔一定时间分析有机组分含量和发酵品质,并利用Miseq高通量测序技术研究细菌多样性的动态变化.结果表明,与ME组相比,CA组和CB组在贮存170 d期间的可溶性碳水化合物含量显著升高,酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、纤维素、综纤维素含量及p H值均显著下降;30-60 d期间CA组和CB组的氨氮/总氮值显著下降,90 d后有升高趋势.贮存170 d期间CA组和CB组中乳酸含量显著增加,乳酸/乙酸比值和乳酸/总有机酸比值得到优化,提高了乳酸发酵程度,改善了发酵品质.细菌群落分析显示,DMS与CW两种废弃物原料有乳酸菌互补性,有利于混贮发酵反应快速启动;加入纤维素酶后的CA组和CB组中门水平优势菌Firmicutes和Proteobacteria及属水平优势菌Paralactobacillus和Lactobacillus相对丰度提高,Enterobacter等腐败细菌于130 d时消失,有益乳酸菌的总丰度始终保持50%以上(除90d的CA组).总之,干玉米秸秆和白菜废弃物密闭混贮能确保干秸秆贮存近半年不变质,添加纤维素酶效果更佳,结合酶成本等因素,生产实践中推荐添加量为0.1%(原料鲜重的0.1%).     

四川蔬菜尾菜可培养乳酸菌多样性及优良菌株筛选

为了解四川地区蔬菜尾菜中乳酸菌(Lactic acid bacteria,LAB)的多样性,筛选适用于尾菜青贮发酵的高效乳酸菌菌株,运用纯培养法、16S rRNA-RFLP和系统发育分析对乳酸菌遗传多样性进行研究,并对分离菌株的产酸能力、耐酸能力、耐高温能力和抗菌能力等4个指标进行测定.结果显示,分离得到的120株乳酸菌中,有18株(占总分离菌株的15.0%)产酸能力较强,10株(8.3%)能耐受50℃高温,11株(9.2%)耐酸能力较强(pH=2.5),13株(10.8%)表现出较强的抗菌能力,而菌株C20(Lactobacillus plantarum)综合发酵特性最优.基于16S rRNA-RFLP聚类图选取10株代表菌株进行16S rRNA基因测序和系统发育分析,发现120株乳酸菌分属于明串珠菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pediococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)和肠球菌属(Enterococcus)4个属,其中明串珠菌属为优势菌.综上,四川地区蔬菜尾菜中蕴含着较为丰富多样的乳酸菌资源,这些乳酸菌在蔬菜尾菜的青贮饲料化利用方面表现出潜在价值.(图2表2参30)     

黄土高原草地次生演替过程中微生物群落对植物群落的响应

采用时空替代法选取撂荒地(作为对照),自然演替20a、30 a和40a后的草地区域作为研究对象,分析黄土高原区植被恢复过程中植物群落与微生物群落特性的动态变化以及二者之间的相关性。结果表明:在草地次生演替过程中,植物覆盖度、丰富度、多样性、均匀度、生物量和生物量碳自演替初期至演替40 a分别增加了47.13%、41.20%、13.40%、10.34%、54.55%和11.85%,且均呈显著增加的趋势。随着植物群落的次生演替,细菌多样性整体呈现出显著增加的趋势,细菌相对丰度在1%以上的优势类群是放线菌(Actinobacteria)(34.8%)、变形菌(Proteobacteria)(26.0%)、酸杆菌(Acidobacteria)(15.0%)、绿弯菌(Chloroflexi)(7.5%)、芽单胞菌(Gemmatimonadetes)(8.7%)、硝化螺旋菌(Nitrospirae)(1.6%)、拟杆菌(Bacteroidetes)(2.1%)、疣微菌(Verrucomicrobia)(1.1%)和浮霉菌(Planctomycetes)(1.0%);真菌多样性在各演替阶段均呈增长趋势,但不同演替年限间没有表现出显著性差异,真菌相对丰度在1%以上的优势类群是子囊菌(Ascomycota)(67.19%)、担子菌(Basidiomycota)(16.23%)和接合菌(Zygomycota)(10.43%)。此外,微生物多样性与植物群落特性呈显著正相关,放线菌、变形菌、酸杆菌、芽单胞菌、硝化螺旋菌、浮霉菌和担子菌均与植物群落特性呈显著相关。总之,在草地次生演替过程中,植物群落是影响微生物群落的重要因素之一,二者相互联系、相互影响,共同调控着陆地生态系统的功能。     

浓香型白酒中优势乳酸菌和酵母菌间的相互关系

为了更深入地认识白酒发酵机理,探究多粮浓香型白酒中优势乳酸菌和优势酵母菌的相互作用关系及代谢模型,利用五粮粉为培养基,测定分离自酒醅中的2株优势乳酸菌和2株优势酵母菌纯培养及其共培养中菌株的理化指标、活菌数以及主要挥发性代谢产物的变化.结果显示,Saccharomyces cerevisiae J7产乙醇(56.7 g/L)和酯类物质多,Lactobacillus buchneri R62和Lactobacillus acetotolerans R73产乳酸较多,峰值分别达到11.79和11.64 g/L;共培养时,S.cerevisiae J7显著抑制两株乳酸菌的生长和乳酸合成;两株乳酸菌对Pichia membranifaciens J42的生长和乙醇合成有抑制作用;从挥发性代谢产物可知,P.membranifaciens S42与乳酸菌共培养时,乳酸乙酯含量显著增加.本研究表明浓香型白酒酒醅中的乳酸菌和酵母菌存在相互作用,并且共培养时生成了乳酸乙酯;结果可为白酒发酵提供理论基础.(图5表2参22)     

泸型酒酒醅与窖泥中乳酸菌群落结构差异

乳酸菌对泸型酒风味品质的发酵形成具有重要作用.为促进对酒醅和窖泥中乳酸菌群落物种组成、发酵演替规律以及表型差异的深入认识,采用分子生态学技术,在种水平上对比和揭示同一窖池酒醅和窖泥中乳酸菌群落的结构差异和演替规律,并运用BugBase预测酒醅和窖泥乳酸菌群落主要表型的差异.结果显示,窖池中共检出6科16属乳酸菌.酒醅发酵过程中乳酸菌平均丰度为65.21%±29.47%,而窖泥中乳酸菌仅占细菌总量的4.06%±4.24%. 0-3 d酒醅中优势乳酸菌是乳杆菌属(Lactobacillus,占乳酸菌丰度44.01%)、魏氏菌属(Weissella,27.33%),其后乳杆菌属丰度维持在91.06%以上,窖泥中优势乳酸菌为乳杆菌属(95.67%±9.17%). OTU0和OTU3是窖池中乳杆菌属的优势物种,其丰度占乳酸菌总量的76.08%±29.21%.酒醅与窖泥乳酸菌需氧类型不同,发酵初期(0-5 d)的酒醅中好氧乳酸菌相对丰度显著高于后期酒醅和窖泥样品(P 0.01),窖泥中兼性厌氧乳酸菌的丰度高于酒醅样品.综上所述,酒醅和窖泥中乳酸菌群落存在时空异质性,可能影响酒醅和窖泥对泸型酒风味的贡献.(图4参34)     

利用PCR-DGGE技术分析乳制品中的乳酸菌

在食品发酵行业,需要一种简捷有效的方法检测发酵产品中的有益微生物.聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(Ploymerase chain reaction and denaturing gredient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术广泛应用于微生物生态学的研究.采用PCR-DGGE对5种含有乳酸菌的乳制品进行了菌群组成分析,并通过传统培养方法和核酸序列分析进行了验证.结果表明,所有测试样品中的活菌数量都在106～109 cfu/mL之间,通过平板培养法分离出了形态明显的杆状菌和链球状菌,对其进行16S rDNA核酸序列测定及同源性分析,将其鉴定为德氏乳杆菌(Lactobacillus delbrueckii)和嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus).建立了由已知乳酸菌组成的DGGE参考阶梯(Reference ladder),可用其对相应菌株进行DGGE鉴定.用两对不同引物进行PCR-DGGE分析,除样品1外,试样中均检测到德氏乳杆菌和嗜热链球菌.对DGGE参考阶梯未能直接鉴定的样品1的电泳条带进行同收、序列分析,分别鉴定为卷曲乳杆菌(L.crispatus)和鼠李糖乳杆菌(L.rhamnosus).同时发现,引物R518-F357对嗜热链球菌模板的识别效率高于引物Lac1GC-HDA2.以上结果表明,RCRDGGE技术可以对样品中的乳酸菌进行快速的分析和鉴定.图4表1参30     

高温条件下混菌发酵合成气产乙酸及其群落结构

合成气(主要包括CO、H_2和CO_2)通过生物转化生产高附加值的生物燃料和化学品已引起人们广泛关注,微生物菌群作为生物转化的酶催化剂对合成气发酵产物组成和效率十分关键.通过富集得到高温条件下分别稳定转化CO、甲酸钠和合成气的厌氧菌群,探究CO与甲酸钠转化菌混培物和合成气转化菌发酵合成气生成乙酸的能力,并分析其微生物群落结构.结果显示,CO-甲酸钠转化菌混培物与合成气转化菌在合成气发酵前期主要进行CO的产氢反应生成H_2和CO_2以及同型产乙酸反应生成乙酸,CO利用率为100%,CO反应速率分别为6.93和6.34 mmol L~(-1)d~(-1);随后同型产乙酸菌利用H_2和CO_2继续合成乙酸,两者的乙酸最大累积量分别为9.11 mmol/L和8.01 mmol/L.CO-甲酸钠转化菌混培物主要菌群为Thermoanaerobacterium、Romboutsia、Ruminococcus、Clostridium、Eubacterium、Moorella和Desulfotomaculum属,合成气转化混菌则主要含有Romboutsia、Thermoanaerobacterium、Moorella、Eubacterium、Acetonema和Clostridium属,其中同型产乙酸菌广泛分布于Ruminococcus、Clostridium、Eubacterium、Moorella和Acetonema属.本研究表明复配CO和甲酸钠转化菌可用于合成气高温发酵产乙酸,且转化能力优于合成气转化菌,结果可为合成气混菌发酵提供微生物资源和技术参考.     

不同培养条件对罗非鱼肠道乳酸菌分离的影响

为了解罗非鱼肠道乳酸菌群多样性和优势菌种,促进乳酸菌在罗非鱼养殖中的应用,采用MRS、M17、TPY、Elliker四种培养基,分别在有氧、厌氧以及30℃、37℃和45℃温度条件下分离罗非鱼肠道乳酸菌,分析不同培养基、培养温度、有氧和厌氧条件对罗非鱼肠道乳酸菌分离的影响;并对分离到的菌株进行分子鉴定和16S r RNA序列分析,构建系统发育树,比较不同分离条件下分离肠道乳酸菌的遗传多样性.结果表明,不同培养基对罗非鱼肠道乳酸菌的分离效果有一定的差异,其中MRS培养基的分离效果最好,且遗传多样性最高;37℃较30℃对乳酸菌的分离更加有利,45℃未分离到乳酸菌;有氧条件下共分离出8种33株乳酸菌,主要为杆菌;厌氧条件下得到10种24株乳酸菌,主要为球菌.共分离到植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)29株,可能是罗非鱼肠道优势乳酸菌种.本研究可为开发水产养殖肠道乳酸菌提供依据,并推广到其他种类的鱼肠道乳酸菌的分离和鉴定.     

十溴联苯醚(BDE209)对蜡状芽胞杆菌吸附/释放金属离子的影响

针对重金属及多溴联苯醚(PBDEs)复合污染问题,以蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)复合菌为吸附材料,研究了十溴联苯醚(BDE209)对蜡状芽孢杆菌复合菌吸附及释放金属离子的影响.结果表明,蜡状芽孢杆菌复合菌对低浓度的Pb(II)(0.712mg·L-1)、Zn(II)(4.844mg·L-1)具有快速、高效、稳定的吸附能力,最高吸附率分别达到98.31%和97.83%;对低浓度的Cu(II)(1.915mg·L-1)也能起到一定的去除作用,吸附率最高可达59.90%.复合菌吸附重金属离子的同时,释放了其他金属离子:Ca(II)、K(I)、Na(I),且释放总量大于吸附总量.不同浓度的BDE209对复合菌吸附重金属产生不同的影响.1mg·L-1的BDE209基本表现为促进复合菌对重金属的吸附;而10mg·L-1的BDE209在0～4h之间促进复合菌对Pb(II)、Zn(II)的吸附,在反应4h后明显抑制吸附作用,而对Cu(II)则始终表现为促进作用.BDE209对金属离子释放的影响主要体现在反应的初始阶段(0～4h),表现为高浓度的BDE209减缓K(I)、Na(I)的释放.     

两株球形赖氨酸芽孢杆菌对巨桉幼苗生长及光合特性的影响

为了解两株具有较好溶磷效果的球形赖氨酸芽孢杆菌(YP17和P19)对巨桉幼苗生长及光合特性的影响,通过盆栽试验分别测定单菌、混菌及与有机肥配施等不同处理下的巨桉幼苗株高、地径生物量、根冠比、净光合速率(Pn)和叶绿素含量.结果表明:与空白对照(CK)相比,除单独接种YP17处理的叶绿素含量略低于CK外,其它施菌处理均可显著促进巨桉幼苗生长,并提高净光合速率和叶绿素含量,其中,植株株高、地径、生物量、Pn、叶绿素含量较CK增长了6.5%-65.9%、18.2%-75.1%、6.3%-174.7%、57.1%-123.5%、14.7%-196.5%;单独接种P19会降低幼苗根冠比,而单独接种YP17则会促进幼苗根系生长;两株菌单施效果均显著优于混施;与施有机肥对照比较,P19与有机肥的共施效果优于单施有机肥,YP17与有机肥的共施效果劣于单施有机肥,但其效果均较单菌处理差.本研究表明,YP17和P19在促进巨桉幼苗生长方面具有较高潜力,且P19的接种效果优于YP17.     

喷雾冷凝法制备高性能乳酸菌微胶囊

活菌制剂进入动物消化道后由于经受胃酸、胆盐以及消化酶等的作用而造成活性丧失及肠道定殖困难是目前乳杆菌制剂应用的瓶颈问题.本研究通过喷雾冷凝法制备干酪乳杆菌微胶囊以增强乳杆菌在人体的益生功能.选用不同浓度的海藻酸钠溶液与氯化钙溶液作为壁材,考察喷雾冷凝法制备乳杆菌微胶囊的包埋率、胃肠道释放等情况.通过比较微胶囊的包埋率和粒径分布的效果后,选择海藻酸钠浓度为2%、氯化钙浓度为3%的芯壁材(包埋率最高达95.80%)制备干酪乳杆菌微胶囊.初始活菌数为109cfu/mL的乳酸菌微胶囊经模拟人体胃液处理3 h后,仅有24.17%的活菌溢出,证明微胶囊处理后的乳杆菌能够抵抗较低pH值及胃蛋白酶的作用.之后将微胶囊置入模拟人体肠液中,60 min后微胶囊释放率达到84.22%,表明上述方法制备的乳杆菌微胶囊能够在肠道中释放定殖并发挥其益生作用.进一步研究表明,添加变性淀粉作为益生元,能够增强乳酸菌微胶囊的耐酸性能,并且在肠液中释放后活菌出现继续增殖的现象.上述研究结果为选择高效保护剂应用喷雾冷凝法制备乳酸菌微胶囊奠定了研究基础.     

基于高通量测序的工业园区地下水和土壤细菌群落结构比较研究

为探究工业园区地下水和土壤细菌群落结构、多样性变化特征,采用高通量测序技术对地下水和土壤细菌16S r RNA基因高变区域进行序列测定。通过对Alpha多样性、物种组成、丰度和群落结构的分析,比较地下水和土壤细菌群落结构的异同。Alpha多样性的比较结果表明,土壤细菌群落多样性和丰富度明显高于地下水,地下水细菌群落多样性指数反映出地下水已受到周边污染源的影响。物种注释结果表明,地下水样品共检出48个细菌门,土壤样品共检出50个细菌门。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)是地下水细菌群落的优势类群,共占93.54%,且该工业园区地下水细菌群落呈现出典型的淡水种群特征;土壤中优势细菌门为Proteobacteria、放线菌门(Actinobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、Firmicutes和芽单胞菌门(Gemmatimonadetes),共占85.21%。由于地下水和土壤两者的生态系统和理化环境的差异,致使Actinobacteria、Acidobacteria、绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、α-变形菌纲(Alphaproteobacteria)、δ-变形菌纲(Deltaproteobacteria)和Gemmatimonadetes占比在地下水和土壤细菌群落间差异显著,同时使地下水和土壤细菌群落各含有一些特有的优势细菌属(地下水2个,土壤4个)。基于高通量测序技术对工业园区样品的测序结果可以为地下水和土壤环境的生态评价提供方法依据。     

A/SMBBR处理生活污水效能研究及生物膜菌群结构分析

采用SDC-03作为生物载体,考察特异性移动床生物膜法对生活污水中有机污染物的去除效果,并运用Illumina Hiseq高通量测序技术对微生物进行分析.实验结果表明,COD、氨氮和总氮的平均出水浓度分别为25.65 mg·L~(-1)、5.14 mg·L~(-1)、14.55 mg·L~(-1),平均去除率分别为91.05%、92.39%、83.44%.该工艺能适应较低温度,最佳HRT和DO浓度分别为10—12 h、3—4 mg·L~(-1)之间.采用Chao1指数、Shannon指数、Simpson指数及PD whole tree值等指数对微生物种群多样性进行分析.对反应器的微生物从门和属两个科目进行分析,得出门水平丰度前10的微生种和属的物种组成.门水平前十的物种分别为变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、Saccharibacteria、厚壁菌门(Firmicutes)、绿弯菌门(Chloroflexi)、放线菌门(Actinobacteria)、硝化螺旋菌门(Nitrospira)、酸杆菌门(Acidobacteria)、Thermomicrobia.变形菌门和拟杆菌门大量存在于在好氧池中,芽单胞菌门和厚壁菌门有助于反硝化反应的进行;在属水平中得知未知的菌属占大部分.     

包头南海湖冰封期沉积物细菌群落多样性

为了探究包头南海湖冰封期沉积物细菌群落多样性,采用高通量测序技术对不同湖区4个采样点表层沉积物细菌进行测定.结果显示,不同区域物种多样性有一定差异.从门水平来看,沉积物细菌主要为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、蓝藻门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和酸杆菌门(Acidobacteria);从属水平分析,优势类群集中在硫杆菌属(thiobacillus)、未命名厌氧绳菌科(norank-f-anaerolineaceae)、未分类绿弯菌科(unclassified-p-Chloroflexi).对沉积物细菌群落与环境因子的关系进行冗余分析,结果表明,TN、NH_3-N、C/N对沉积物细菌群落结构影响较大.thiobacillus在南海湖冰封期沉积物的生物地球化学循环中扮演着重要的角色,对预防黑臭水体发生具有重要作用,应在以后研究中得到更多关注.     

广西会仙湿地不同植物根际细菌群落结构及多样性研究

为了研究会仙喀斯特湿地不同植物根际细菌的群落结构和多样性以及环境因子对细菌群落的影响,以秋、冬两季植物根际土壤中提取的总DNA为模板,运用Illumina HiSeq 2500高通量测序技术,对细菌16S rDNA基因V4+V5进行测序和分析。结果表明,共获得细菌有65门、160纲、219目、391科、677属和246种,不同植物根际土壤中占主导的细菌类群相同,主要包含变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)等10个主要门类细菌,其中变形菌门为第一优势菌(平均含量42.4%);优势菌纲有γ-、β-、δ-变形菌纲(Gammaproteobacteria、 Betaproteobacteria、 Deltaproteobacteria)、厌氧绳菌纲(Anaerolineae)、unidentified_Actinobacteria纲、全噬菌纲(Holophagae),以β-变形菌纲为主(平均含量为13.5%);优势菌属以地杆属(Geobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、厌氧粘菌属(Anaeromyxobacter)为主,以芽孢杆菌属占比最高(占3.8%)。芦苇(Phragmites australis)多样性和丰富度最高,华克拉莎(Cladium chinense)和苦草(Vallisneria natans)次之,美人蕉(Canna indica)最低;冬季土壤细菌多样性高于秋季;美人蕉两季根际细菌群落差异最大,华克拉莎最小。环境因子对细菌群落结构有较大影响,其中土壤TOC、TN影响最显著。从植物根际微生物多样性和丰富度来看,在会仙湿地中增植芦苇和华克拉莎,对维持湿地系统中微生物多样性和湿地的保护有重要意义。